(57)【要約】 【課題】  被検者に与える拘束性が低く、体動の影響が低減した状態で呼吸状態を検査すること。【解決手段】  耳内に装着するための装着部１１と、呼吸に対応した生体信号を検出するセンサ２を有する検出部３と、該検出部３により検出された生体信号に基づいて、呼吸状態を測定する測定手段４とを備える呼吸検査装置１を提供する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
耳内に装着するための装着部と、
呼吸に対応した生体信号を検出するセンサを有する検出部と、
該検出部により検出された前記生体信号に基づいて呼吸状態を測定する測定手段とを備えることを特徴とする呼吸検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の呼吸検査装置において、
前記センサが、耳内の振動を検出する振動センサであることを特徴とする呼吸検査装置。
【請求項３】
請求項１に記載の呼吸検査装置において、
前記センサが、耳内の空気圧を検出する空気圧センサであることを特徴とする呼吸検査装置。
【請求項４】
請求項１に記載の呼吸検査装置において、
前記センサが、耳内の音を検出する音センサであることを特徴とする呼吸検査装置。
【請求項５】
請求項１に記載の呼吸検査装置において、
前記センサが、異なる複数の前記生体信号を検出する複合センサであることを特徴とする呼吸検査装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の呼吸検査装置において、
前記検出部が、体動を検出する加速度センサを備え、
前記測定手段が、前記加速度センサにより検出された検出値に基づいて、呼吸状態の補正を行うことを特徴とする呼吸検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、睡眠中の被検者の呼吸状態を検査する呼吸検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、被検者の呼吸状態を検査する呼吸検査装置は、各種提供されており、呼吸不全や睡眠時無呼吸状態等の進行具合を検査するための有効な手段として注目されている。また、この種の呼吸検査装置は、被検者の様々な生体情報を取得し、該生体情報に基づいて呼吸状態を検査している。例えば、呼吸する際の息の温度、湿度、空気圧や、呼吸する際に含まれる二酸化炭素量や濃度、或いは呼吸音を測定するもの等が知られている。また、このような呼吸検査装置の１つとして、睡眠中の呼吸状態を検査することができる生体情報測定装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記生体情報測定装置は、指先に取り付けて酸素飽和度や脈拍数等を測定する酸素飽和度指センサ、鼻又は口の呼吸を検知して呼吸気の温度変化を検出する鼻息用温度検出部及び口息用温度検出部を有するフローセンサ、喉に取り付けて気管音やイビキ音を検出するマイクロフォン等を備えており、これらの各検出結果に基づいて酸素飽和度平均値、脈拍数平均値、単位時間当たりの無呼吸回数等を解析するものである。
従って、上記生体情報測定装置によれば、睡眠中における無呼吸回数等を容易に把握することができ、睡眠時無呼吸状態の進行具合を検査するのに有効な手段とされている。
【特許文献１】特開２０００−３１２６６９号公報（段落番号００１８−００４９、第１−１０図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記特許文献１に記載の生体情報測定装置は、鼻息用温度検出部を鼻孔入口に位置させると共に、口息用温度検出部を口中央部に位置するようにフローセンサを粘着テープ等で鼻の下に取り付ける必要がある。そのため、被検者の拘束性が高いものであった。また、寝返り等によっては、取れてしまう可能性があると共に、体動や周囲環境の影響を受け易いという不都合があった。
【０００５】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであって、その目的は、被検者に与える拘束性が低く、体動の影響が低減した状態で呼吸状態を検査することができる呼吸検査装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
請求項１に係る発明は、耳内に装着するための装着部と、呼吸に対応した生体信号を検出するセンサを有する検出部と、該検出部により検出された前記生体信号に基づいて、呼吸状態を測定する測定手段とを備える呼吸検査装置を提供する。
【０００７】
この発明に係る呼吸検査装置においては、検出部により耳内の呼吸に対応した生体信号、例えば、空気圧、空気振動の変化を検出し、該検出部で検出した生体信号に基づいて測定手段が被検者の呼吸状態の測定を行う。このように、睡眠中に検出部を耳内に装着するだけで、容易に呼吸状態の検査を行うことができる。特に、従来のように口や鼻の周辺に装着するのではなく、耳内に検出部を装着して呼吸状態を検査できるので、拘束感を低減することができると共に、寝返り等により取れる可能性が低減する。また、従来の口息等の温度を測定するものとは違い、検出部を耳内に装着するので、周囲環境、例えば、周囲の温度や体動の影響を受け難くい状態で確実に呼吸状態を検出することができる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の呼吸検査装置において、前記センサが、耳内の振動を検出する振動センサである呼吸検査装置を提供する。
この発明に係る呼吸検査装置においては、検出部が、振動センサにより、呼吸に対応した耳内の空気振動、例えば、周波数０ＫＨｚから５０ＫＨｚ帯の振動の検出を行える。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の呼吸検査装置において、前記センサが、耳内の空気圧を検出する空気圧センサである呼吸検査装置を提供する。
この発明に係る呼吸検査装置においては、検出部が、空気圧センサにより、呼吸に対応した耳内の空気圧の検出を行える。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１に記載の呼吸検査装置において、前記センサが、耳内の音を検出する音センサである呼吸検査装置を提供する。
この発明に係る呼吸検査装置においては、検出部が、音センサにより、呼吸に対応した耳内の空気振動、例えば、周波数２０Ｈｚから２０ＫＨｚ帯の振動の検出を行える。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項１に記載の呼吸検査装置において、前記センサが、異なる複数の前記生体信号を検出する複合センサである呼吸検査装置を提供する。
この発明に係る呼吸検査装置においては、検出部が、複合センサにより、呼吸に対応した耳内の音や空気圧等の複数の生体信号の検出を行える。従って、より正確な呼吸状態の検査を行うことができる。
【００１２】
請求項６に係る発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の呼吸検査装置において、前記検出部が、体動を検出する加速度センサを備え、前記測定手段が、前記加速度センサにより検出された検出値に基づいて、呼吸状態の補正を行う呼吸検査装置を提供する。
この発明に係る呼吸検査装置においては、加速度センサにより、被検者の睡眠中の体動を検出でき、検出した体動に基づいて呼吸状態の補正が行えるので、さらに正確な呼吸状態の検査を行うことができる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明に係る呼吸検査装置によれば、睡眠中に検出部を耳内に装着するだけで、容易に呼吸状態の検査を行うことができる。この際、耳内に検出部を装着して呼吸状態を検査できるので、拘束感を低減することができると共に、寝返り等により取れる可能性が低減する。また、周囲環境、例えば、周囲の温度や体動の影響を受け難くい状態で確実に呼吸状態を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係る呼吸検査装置の一実施形態について、図１から図５を参照して説明する。
本実施形態の呼吸検査装置１は、図１に示すように、挿入部（装着部）１１、検出部３及び本体部５を備えている。呼吸検査装置１は、挿入部１１を介して被検者Ａの耳内に装着される。検出部３は、呼吸に対応した生体信号を検出する振動センサ部（振動センサ）２を有する。本体部５は、検出部３により検出された生体信号に基づいて呼吸状態を測定する信号分析回路（測定手段）４を有する。
なお、本実施形態においては、被検者Ａの耳内の呼吸に対応した空気振動を、上記生体信号として説明する。
【００１５】
上記振動センサ部３は、筐体１０により箱状に形成されると共に、該筐体１０の一端面には外耳道内に挿入可能な挿入部１１が設けられている。即ち、振動センサ部３は、挿入部１１を外耳道内に挿入することで、被検者Ａの耳内に装着できるようになっている。また、挿入部１１は、外耳道内に挿入されたときに、外耳道を密閉するようにゴム等の弾性材料により形成されると共に、先端に開口１１ａを有している。更に、筐体１０は、外部からの音を遮断して該筐体１０の内部に音を伝達しない材料により形成されている。
筐体１０の内部には、耳内の空気振動を受信する受信手段１２が設けられている。例えば、この受信手段１２は、筐体１０内部に設けられた薄膜１３に水晶１４を取り付けることにより構成される。水晶１４は、耳内の空気振動により薄膜１３が振動したときに、該薄膜１３の振動状態に応じた電気信号（波形）を上記本体部５に送る機能を有している。これにより、振動センサ部３は、耳内の空気振動を検出することが可能である。
【００１６】
なお、上記受信手段１２は、上記構成に限られるものではない。例えば、図２に示すように構成することがより好ましい。即ち、筐体１０内部の挿入部１１側に、複数の微小な開口１５ａが形成された中間壁１５を設けると共に、該中間壁１５との間でＶ字状の空間を形成する斜壁部１６を設ける。なお、該斜壁部１６には、中間壁１５と同様に複数の上記開口１５ａが形成されている。中間壁１５と斜壁部１６とで囲まれた空間内には、アルミニウム等の金属材料でＶ字状に形成された振動板１７が配置されている。また、中間壁１５及び斜壁部１６の内側には、開口１５ａを覆うように音響抵抗１８が配されている。また、筐体１０の内部には、ロッド１９を介して振動板１７に接続するセラミックス素子２０が取り付けられている。該セラミックス素子２０は、例えば、ジルコン−チタン酸鉛系フェライト（ＰＺＴ）等の圧電素子であり、バイモルフといわれる構造で曲げの応力に対して電荷を発生するようになっている。
こうすることで、受信手段１２は、インピーダンスの低い空気の振動変化をより正確に捕らえて振動板１７が振動し、該振動に応じた電気信号をセラミックス素子２０が本体部５に送るようになっている。
【００１７】
上記本体部５は、図１に示すように、筐体２５により箱状に形成され、例えば、ベルト等により、被検者Ａの腕等に装着できるようになっている。また、腕時計のように手首に装着できるように構成しても構わない。なお、本体部５は、振動センサ部２と電気的に接続されている。
また、本体部５は、筐体２５内に、信号検出回路２６、信号分析回路４及びメモリ２７を備えている。信号分析回路２６は、上記受信手段１２から送られてきた電気信号を検出する。信号分析回路４は、信号検出回路２６から送られてきた電気信号に基づいて呼吸状態を測定する。メモリ２７は、信号分析回路４により検出された呼吸状態を記録する。更に、筐体２５の外表面には、メモリ２７に記録されている各情報を表示する表示器２８が設けられている。
【００１８】
上記信号検出回路２６は、図３に示すように、増幅部２６ａとローパスフィルタ２６ｂとを有している。増幅部２６ａは、受信手段１２から送られてきた電子信号を増幅する。
ローパスフィルタ２６ｂは、例えば、心拍数に起因する電気信号を削除するもので、増幅部２６ａにより増幅された電気信号から、該電気信号に含まれる被検者Ａの心拍等により生じた不要な信号を除去する。即ち、信号検出回路２６及び上記振動センサ部３は、上記検出部３を構成している。
上記信号分析回路４は、信号検出回路２６から送られてきた信号を解析して、呼吸状態の正常、異常を判断する。例えば、予め設定されている閾値等と比較し、信号レベルが閾値以上である場合には、呼吸状態が正常でない、例えば、無呼吸状態であると判断するようになっている。そして、信号分析回路４は、呼吸状態が正常でないと判断したときに、その旨を呼吸情報をメモリ２７に送るようになっている。
【００１９】
上記メモリ２７は、タイマ機能を内蔵しており、上記信号分析回路４から送られてきた呼吸状態の情報を時間と合わせて記録できるようになっている
上記表示器２８は、液晶モニタやＬＥＤ等でメモリ２７に記録された各情報を、図示しないスイッチにより任意に表示できるモニタとされている。なお、本実施形態においては、表示器２８は、筐体２５の外表面に設けた一体構成としたが、これに限られず、別個に設けても構わない。
【００２０】
このように構成された呼吸検査装置１により、被検者Ａの呼吸状態を検出する場合について、以下に説明する。
まず、振動センサ部２及び本体部５を所定位置に装着する。装着後、被検者Ａは、本体部５の図示しない電源スイッチを入れて就寝する。一方、耳内に装着された振動センサ部２は、被検者Ａの呼吸に対応した耳内の空気振動、例えば、周波数０ＫＨｚから２０ＫＨｚ帯の空気振動を検出する。即ち、被検者Ａが呼吸を行う毎に、骨や耳管等を介して音や圧力の変化が伝達され、外耳道内の空気が振動する。この空気振動は、挿入部１１の開口１１ａから筐体１０内に入り、受信手段１２により受信される。また、受信手段１２は、空気振動を検出すると、振動状態に応じた電気信号、例えば、図４に示すような波形の電気信号を信号検出回路２６に送る。この際、信号検出回路２６に送られてくる電気信号には、呼吸によって生じた電気信号とは別に、心拍等によって生じた電気信号等も含まれている。
【００２１】
信号検出回路２６は、送られてきた電気信号を、図３に示すように、増幅部２６ａによって増幅する。その後、ローパスフィルタ２６ｂによって上述した呼吸以外の要因、即ち、心拍等により生じた電気信号をカットする。これにより、信号検出回路２６は、図５に示すように、呼吸に対応した電気信号を得ることができる。そして、信号検出回路２６は、検出した電気信号を信号分析回路４に送る。
信号分析回路４は、送られてきた電気信号の信号レベルを、予め設定された閾値等と比較する。比較した結果、閾値以下である場合には、呼吸状態が正常であると判断する。また、閾値以上である場合には呼吸状態が異常、例えば、被検者Ａが無呼吸状態等になったと判断して、その旨をメモリ２７に知らせる。
メモリ２７は、送られてきた呼吸状態の情報を、タイマ機能による時間と合わせて記録を随時記録する。
【００２２】
呼吸検査装置１は、本体部５の電源が切られるまで上述したことを繰り返し、睡眠中の被検者Ａの呼吸状態の検査を行う。  
起床後、被検者Ａは、表示器２８のスイッチを操作してメモリ２７に記録されている各情報、例えば、何時何分に呼吸状態の変化（無呼吸状態）があったことや、一晩に生じた呼吸異常の回数等を容易に確認することができる。
【００２３】
上述した呼吸検査装置１によれば、振動センサ部２より耳内の呼吸に対応した空気振動の変化を検出でき、この空気振動に対応した生体信号に基づいて信号分析回路４が被検者Ａの呼吸状態の測定を行う。このように、振動センサ部２を耳内に装着するだけで、容易に呼吸状態の検査を行うことができる。特に、耳内に振動センサ部２を装着して呼吸状態を検査できるので、被検者Ａの拘束感を低減することができると共に、寝返り等により外れる可能性が低減する。また、周囲の温度や体動の影響を受け難くい状態で確実に呼吸状態を検出することができる。
更に、信号検出回路２６は、ローパスフィルタ２６ｂによって、心拍等により生じた不要な信号を除去するので、正確な呼吸情報を得ることができる。
【００２４】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００２５】
例えば、上記実施形態においては、耳内の空気振動（例えば、周波数０ＫＨｚから２０ＫＨｚ帯）を生体信号としたが、該生体信号は空気振動に限られるものではない。例えば、呼吸に対応した耳内の空気圧を生体信号としても構わない。この場合には、振動センサ部に変えて空気圧を検出する空気圧センサを耳内に装着すれば良い。また、呼吸に対応した耳内の音を生体信号としても構わない。この場合には、振動センサ部に変えて音を検出する音センサを耳内に装着すれば良い。特に、音センサによれば、周波数２０Ｈｚから２０ＫＨｚ帯の振動の検出に適している。更には、生体信号として、上述した各情報、即ち、呼吸に対応した空気圧や空気振動を組み合わせたものにしても構わない。この場合には、これらの異なる各情報を複数検出することができる複合センサを採用すれば良い。
【００２６】
また、振動センサ部に体動を検出する加速度センサを取り付けても構わない。この場合には、加速度センサは、受信手段に影響を与えないように、筐体の内側に直接取り付けるようにすることが好ましい。そして、加速度センサで検出した被検者Ａの睡眠中の体動情報を信号検出回路に送り、ローパスフィルタ後の信号をさらに補正して体動の影響をなくすように構成すると良い。このように構成することで、さらに正確な被検者Ａの呼吸状態の検査を行えることができる。
【００２７】
また、振動センサ部は、被検者Ａの片側の耳内だけに装着するだけでなく、両耳に装着することがより好ましい。こうすることで、例えば、睡眠中に被検者Ａが寝返り等で横向きの体勢になったとしても、両耳で測定した生体信号の平均値を取ることができ、体勢の影響を受け難い。従って、呼吸状態の検査の正確性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る呼吸検査装置の一実施例を示す概念図である。
【図２】図１に示す呼吸検査装置の振動センサ部の一例を示す構成図である。
【図３】図１に示す呼吸検査装置の信号検出回路を示す構成図である。
【図４】振動センサ部が信号検出回路に送る電気信号の一例を示した波形図である。
【図５】ローパスフィルタ通過後の電気信号の一例を示した波形図である。
【符号の説明】
【００２９】
１    呼吸検査装置
２    振動センサ部（振動センサ）
３    検出部
４    信号分析回路（測定手段）
１１    挿入部（装着部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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